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중학교 1학년 과학/2단원(여러가지힘)42

탄성력 설명을 위한 활쏘기게임3 2004년에 만든 건데 제 홈페이지에 안올라와 있었네요. 그래서 지금 올립니다. 예전에 민서 어렸을때 민서를 모델로 만든거네요. 탄성력에서 수업시간에 보여주는 활쏘기 게임입니다. 새를 맞추는 게임이 아니라, 멀리 떨어져 있는 과녁을 맞추는 게임입니다. 탄성력 수업을 가르칠때면 매번 수업 들어가자 마자 활쏘기 게임을 틀어 놓고, 혼자 게임을 합니다. 학생들이 뭐라고 해도 못 들은 척 하고.... 그럼 어느순간에 학생들이 훈수를 들기 시작합니다. 조금 더 쎄게 쏴야지요. 내가 쏘면 샘보다 더 잘 쏠 수 있어요. 등등.... 그 때 제가 말하지요. 어떻게 해야 멀리 쏠 수 있는데, 왜 그렇지? (자연스럽게 탄성력에 대한 설명을 이끌어 냅니다.) 활을 멀리 나가게 하려면 힘껏 잡아당겨야 할까? 힘껏 잡아 당겼는.. 2020. 5. 17.
뉴턴의 대포 가상실험 - 인공위성이 지구를 도는 원리 뉴턴의 대포 - 인공위성이 지구를 도는 원리 2개의 모형을 만들었습니다. 1개는 공기저항이 있는 경우고, 1개는 공기저항을 조절할 수 있는 경우입니다. 뉴턴의 대포를 공기저항이 있을때 생각해 보게 하는 것도 재미있는 활동이 될 것 같습니다. 뉴턴의 대포1.1 처럼 공기저항이 없으면 대포알은 에너지를 잃지 않는 한 원운동이나 타원운동을 하게 됩니다. 공기저항이 있는 곳에서는 에너지를 조금씩 잃게 되어 위치에너지가 조금씩 감소하다가 바닥에 떨어지게 됩니다. 1. 타원 운동을 할때 케플러 법칙에 의한 지구표면에 가까울수록 포탄 속도가 빨라져야 합니다. 멀어지면 속도가 늦어져야 하구요. 2. 계산해서 만든 식이 아니라 단순한 시뮬레이션이라 실제 운동과 차이가 있을 수 있습니다. ----- 뉴턴은 대포를 세게 쏘.. 2019. 6. 24.
<수업설명팁>무게와 질량에 대한 생각 일상생활에서는 무게와 질량을 구별하지 않고 혼용해서 사용하고 있다. 몸무게를 물으면 대부분 질량의 단위인 Kg 으로 이야기 한다. 그러다 보니 학생들도 무게와 질량을 구분해야 할 필요성을 느끼지 못하고, 힘들게 무게단위인 N 으로 바꾸어야 하는지 이해하지 못한다. 중요한 것은 질량은 변하지 않는 고유한 양인데 왜 우리는 항상 용수철이 들어간 저울로 장소에 따라 변하는 무게를 측정하고 읽을때는 질량단위로 읽고 있는 것일까? Kg으로 답하고 싶다면 그냥 윗접시 저울로 측정하고 질량단위로 답하면 편할텐데... 그 이유를 고민해 봤는데, 용수철을 이용한 측정이 훨씬 편리하기 때문이다. (학생들에게 직접 경험시켜 보자.) 용수철 저울과 윗접시 저울을 주고(시범실험을 할때는 교단선진화를 이용하여 가상실험으로 보여주.. 2019. 6. 4.
용수철을 이용한 물체의 무게 측정하기 가상실험 용수철을 이용하여 물체의 무게 측정하기 가상실험이다. 실험실에 가지 않고 컴퓨터나 스마트폰으로 실험이 가능하다. 또는 직접 실험하기 전에 실험방법을 익히는데 활용할 수도 있다. 그리고 실제 실험실에서 실험해 보면 첫번째 측정값이 제대로 나오지 않는 경우까지 똑같이 만들었다. 가상실험을 통해 실제 실험에서 오류가 나는 부분도 다시 생각하고 실험을 보완해 볼 수 있다. https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.springweight 과학실에 비치된 당김용 용수철의 경우 용수철이 딱 붙어 있으므로 처음 위치가 평형점이 아니다. 그래서 실험 결과가 비례 형태로 나오지 않고 처음 측정한 값이 왜곡되게 측정될 수 있다. 이때문에 처음 1개.. 2019. 5. 30.
여행용 디지털 저울 측정기를 이용한 가방 무게 측정 모둠별 시합 용수철을 이용한 물체의 무게 측정을 가르치고 재미있는 활동을 해 보기로 했다. 그래서 준비한 휴대용 디지철 저울 측정기 보통 여행용 가방의 무게를 측정하기 위해 만든 저울인데 가격도 싸고, 40-50Kg까지 측정이 가능하다. 재미없고 딱딱한 실험이지만, 모둠별로 실제 체험을 하게 해 보자. 모둠을 구성한 다음 모둠별로 가방 2개를 준비한다. 선생님이 제시한 무게가 나오도록 가방에 물건을 채워 넣도록 하자. (처음에는 얼만큼 무게를 측정할 건지 알려주지 말자) 용수철 저울이나 생수병을 제공하면 더 재미있는 실험이 가능하다. 과학실에 용수철 저울 1개를 제공하거나. 물이 들어있는 생수병의 무게를 알려주고 비교해 볼 수 있도록 제공 해도 좋다. (용수철 저울과 생수병을 제공하면 시키지 않아도 생수병 무게를 열.. 2019. 5. 30.
부력 가상실험 앱 - 스마트폰용 물에 떠 있는 물체의 부력에 대해 탐구해 볼 수 있는 교육용 가상실험 어플 플레이스토어에서 부력 실험 으로 검색하거나 아래 링크에서 다운 받을 수 있다. https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.Buoyancy 자세한 설명 및 컴퓨터용 프로그램은 아래 링크 참고 https://sciencelove.com/2274 2019. 1. 22.
헬륨풍선 드론 모터 이용하여 날리기 고장난 미니 드론에서 떼어낸 초소형 모터(지름6.5mm 길이 12mm)를 이용해서 헬륨풍선을 날려 보았다. 미니드론 초소형 모터에 전지를 연결하고 헬륨풍선에 단 다음 고무찰흙을 이용해서 중력과 부력이 평형이 되게 맞추었다. 그리고 전원을 연결하면 헬륨풍선이 공중에 뜬 채로 날아간다. 16인치(40cm) 헬륨풍선을 크게 불면 보통 34g 정도 까지 띄울 수 있다 제작한 드론모터와 건전지 총 무게는 5.3g 이다. 따라서 헬륨풍선에 매달아서 충분하게 뜰 수 있다. 참고로 풍선의 크기에 따른 부력은 14인치(부력 23g), 11인치(부력 10g), 9인치(부력 6g) 정도이다. 10인치(25cm)풍선으로도 모터와 전지를 매달고 띄우는데 성공했다. 무게를 맞출때는 고무찰흙대신 오븐에 구우면 고무지우개가 되는 칼.. 2018. 12. 4.
헬륨풍선 중간에 떠 있게 하기(부력과 중력의 평형) 헬륨풍선의 부력과 중력을 맞춰 중간에 떠 있게 만드는 가장 고전적인 방법이다.헬륨풍선은 부력때문에 위로 올라간다. 풍선의 부피가 변하지 않는 한 풍선의 부력도 변하지 않는다고 보면 된다. 그럼 풍선의 무게(중력의 크기)만 부력과 똑같아지게 만들어 주면 중간에 떠 있게 할 수 있는데, 이게 생각보다 쉽지 않다. 그래서 헬륨풍선에 끈을 매달아 간단하게 중력과 부력의 크기를 똑같이 맞출 수 있다. 원리는 간단하다. 헬륨풍선이 위로 올라갈수록 끌고 올라가야 하는 끈이 길어지기 때문에 무게(중력의 크기)는 점점 커지게 된다. 그러다가 부력과 중력이 같아지는 곳에서 멈추게 된다.가상 프로그램으로 확인해 볼 수 있다. http://sciencelove.com/2274풍선을 억지로 위로 들었다 놓으면 중력이 더 크기 .. 2018. 6. 10.
헬륨풍선과 일회용 스포이트를 이용한 부력 실험 헬륨풍선과 일회용스포이트를 이용한 부력과 중력 크기 맞추기 실험이다. 우선 시합동영상을 보자. (녹색 풍선의 역전승) 1. 모둠별로 자리를 배치할때 가장자리로 앉도록 해서 가운데 경기장을 미리 확보해야 한다. 2. 사전설명을 하고 과학부장에게 각 모둠별로 종이컵과 물을 나누어 주게 시킨다. 그러는 동안 앞에서 반장의 도움을 받아 풍선에 헬륨가스를 넣고 일회용스포이드를 스카치테이프로 붙여서 모둠별로 1개씩 나누어 준다. (학생들은 자리에 앉아 있고 만들어 진 헬륨풍선을 나누어 준다.) 3. 시간을 10분 정도 주고 모둠별로 풍선의 부력과 중력의 크기(무게)를 맞춰서 공중에 떠 있게 만들어 보게 한다. (모둠별로 자유롭게 이것 저것 해 볼 수 있는 시간을 준다. 소음경보기를 작동시켜 시끄러워 지는 것을 예방.. 2018. 6. 5.
부력 가상 실험 - 물에 뜨는 물체 물에 뜨는 물체를 이용해서 부력의 크기를 가상으로 실험해 볼 수 있습니다. 웹에서 직접 실행하려면 아래 링크에서 실행해 볼 수 있습니다. http://sciencej.cafe24.com/html5/Buoyancy/Buoyancy.html 부력의 크기는 물에 잠긴 물체의 부피에 비례합니다. 그리고 중력(무게)이 부력보다 크면 가라앉고, 작으면 떠오르게 됩니다. 학생들이 가장 많이 틀리는 문제 중 하나는 물에 떠있는 물체의 중력과 부력의 관계 입니다. 대부분 물에 떠 있는 물체는 중력보다 부력이 크다고 대답합니다. 정답은 부력과 중력의 크기는 같습니다. 물에 강제로 물체를 집어 넣었을 때는 물에 잠긴 부피가 커져서 부력이 커지는 건데 물에 떠 있는 물체도 부력이 더 크다고 생각하네요. 강제로 물체를 손으로 .. 2018. 6. 1.
진공용기 속 기체의 양에 따른 기체의 부력 실험 공기가 사라지면 기체의 부력이 작아진다는 것을 눈으로 보여주기 위해 개발한 실험이다. 진공용기안에 미세질량이 측정 가능한 양팔저울(http://sciencelove.com/2062)만들고 부피가 큰 스티로폼구를 넣어 양팔저울이 평형이 되게 만든다. 그리고 뚜껑을 덮은 다음 진공용기 안에 공기를 줄여나가면 부피가 큰 스티로폼구에 작용하는 부력이 작아져 스티로폼구 쪽으로 양팔저울이 기울어지게 된다. 부력은 액체뿐 아니라 기체에서도 부피가 클수록 크게 작용한다. 정확하게 말하면 부력의 크기는 물체의 부피만큼의 공기의 무게가 된다. 부력의 방향은 중력의 반대방향이 된다. 아래는 위키 백과사전에 나온 부력에 대한 설명이다. 부력(浮力; 문화어: 뜰힘)은 물체를 액체(기체)에 넣으면 그 물체를 중력에 위로 밀어올리.. 2018. 5. 19.
중력에 의해 지구 중심으로 떨어지는 빗방울 초고속 촬영 중력에 의한 현상중 하나는 빗방울이 아래로 떨어진다는 것이다. 보통 빗방울이 떨어지는 속도가 빨라 눈으로 직접 보기 어렵다. 그래서 갤럭시s9 슈퍼슬로우모션으로 초고속촬영해 보았다. 기상관측이래 5월에 최고로 비가 많이 내렸다는 2018년 5월 17일 폭우속에서 촬영한 영상이다. 빗방우리 차 유리창에 맞고 튕겨나가는 모습도 볼 수 있다. 빗방울이 차유리창에 의해 힘을 받으면 운동방향이 바뀌는 것도 볼 수 있다. 폭우가 내렸기 때문에 와이퍼를 작동시키지 않았을때 유리창에 만들어진 수막에 빗방울이 떨어지면서 파원이 형성되는 것도 볼 수 있었다. 2018. 5. 19.
주사기 이용한 초간단 공기 부력 실험 부력실험을 할때 대부분 물속에서의 부력을 측정해서 보여 준다. 그런데 교과서에 나와 있는 부력에 대한 설명을 보면 부력이란 액체나 기체속에 있는 물체가 중력과 반대방향으로 떠오르려는 힘이라고 한다. 그리고 액체나 기체속에서 잠긴 물체의 부피가 커질수록 부력은 커진다 액체에 대한 실험은 많기 때문에 기체의 부력에 대한 실험을 설계해 보았다. 우선 끝이 막힌 주사기와 주사기를 잡아 늘려서 고정시킬 수 있도록 길이가 다른 나무젓가락들을 준비한다. 처음에 주사기 내부에 15ml 정도 공기를 넣은 이유는 그래야 주사기를 팽창시킬 수 있다. (처음부터 공기가 들어있지 않은 주사기를 이용하면 팽창시키기 어렵다(보일의 법칙 때문)) 그리고 소수점 둘째자리 까지 측정이 가능한 저울을 준비한다.(공기에 의한 부력차이는 워.. 2018. 5. 12.
힘을 변형시킨 스포츠 게임 설계하고 설명하기 활동지 힘 단원에서 창의적인 활동을 할 수 있는 것이 무엇이 있을까 고민을 하다가, 힘을 변형시킨 스포츠 게임을 설계하고 설명하는 활동지를 만들어 보았다. 모둠별로 스포츠경기나 게임을 정해서 우리가 알고 있는 스포츠 경기나 게임에 중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 변화시킨다면 경기가 어떻게 달라질지 예측해 보게 한다. 예측결과를 바탕으로 무한한 능력을 가진 초능력자가 되었다고 가정하고 중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 증가하거나 감소시켜 더 경기를 더 재미있어 지게 가상으로 만들어 보게 한다. 힘을 변형시킨 경기를 그림으로 표현해 보고, 경기상황을 아나운서가 되어 시합장면을 가상으로 설명해 보게 한다. 학생들이 잘 논의 한다면 다른 친구들이 상상할 수 없는 재미있는 상황을 생각해내서 발표할 수 있을 것이다. 전지를.. 2018. 5. 8.
힘들 받아 모양과 운동상태가 변하는 축구공 모습 초고속촬영 어떤 물체가 힘을 받고 있는지 알아낼 수 있는 방법은 간단하다. 힘을 받은 물체는 모양이 변하거나 운동상태(속력 이나 운동방향)가 변해야 한다. 우주공간에서 일정한 속도로 날고 있는 우주선에 작용하는 힘의 방향을 물어보면 대부분 학생들은 우주선이 날아가는 방향이라고 답한다. 하지만 우주선에 작용하는 힘은 0 이다. 왜냐하면 우주선의 모양, 속력, 운동방향 모두 변하지 않기 때문이다. 이처럼 과학적으로 어떤 물체가 힘을 받는지를 알아보기 위해서는 기계적으로 모양,속력,운동방향이 변하는지를 대입해 봐야 한다. 만약 우주공간에서 던져진 야구공이 일정한 속력으로 투수의 손을 떠나 포수에게 직구로 날아가고 있다면 이 야구공에 작용하는 알짜힘도 0이 된다. 그리고 우주공간에서 던져진 야구공이 속력은 일정하지만 커브.. 2018. 5. 6.
수도꼭지 물이 떨어지면서 가늘어 지다 분리되는 이유(중력) 주변에서 쉽게 볼 수 있는 현상으로 중력을 설명하려다 보니 떨어지는 수돗물 줄기가 생각났다. 수도꼭지에서 나온 물은 떨어지면서 점점 가늘어 지다가 어느 한계를 넘어서면 이어져 있던 물줄기가 분리되면서 물방울로 변하게 된다. 왜 이런 현상이 일어나는 걸까? 중력으로 설명하면 간단하다. 중력때문에 떨어지는 물체는 시간이 지날수록 점점 속력이 빨라지게 된다. 따라서 두물체를 떨어뜨릴 때 약간의 시간차를 가지고 떨어뜨리면 어느순간에 측정한 첫번째 물체의 속력은 두번째 물체의 속력보다 항상 빠르다. (v=g*t) 그래서 시간이 지날수록 첫번째 물체와 두번째 물체사이의 거리는 점점 더 벌어지게 된다. (s=1/2g*t^2) 같은 1초 차이라 두 물체 사이의 거리는 시간이 지날수록 더 멀어진다. 수돗물에서 위아래로 .. 2018. 3. 10.
작용 반작용 - 돛단배에 선풍기를 틀어주면 움직일까? 작용 반작용을 설명할 때 항상 나오는 고전적인 문제다. 돛단배 위에 선풍기를 틀어주면 어느쪽으로 움직일까? 물리교과서에 정답은 움직이지 않는다는 것이다. 돛단배 위에 선풍기가 10이라는 힘으로 바람을 내보내면 반작용에 의해서 배는 10이라는 힘으로 반대쪽으로 움직이려 한다. 그런데 선풍기에서 불어나간 10이라는 힘이 바로 앞에 있는 돛에 충돌하면서 돛에 10이라는 힘을 가하게 되고, 그럼 배는 10이라는 힘으로 돛을 단 쪽으로 가려고 하기 때문에 결국 배는 움직이지 않는다는 것이다. 그런데 오늘 과학의날행사를 하다가 갑자기 돛을 단쪽으로 배가 움직일 것 같다는 생각을 하게 되었다. 그래서 실험을 해 보았다. 과학상자를 이용해서 자동차위에 선풍기를 만들고 앞쪽에 돛을 만들어 선풍기를 작동시켰을때 어느쪽으로.. 2017. 4. 21.
미세 질량을 측정할 수 있는 빨대 저울 만들어 머리카락 질량 측정 대학교 다닐때 물리실험 시간에 했던 활동이다. 예전부터 생각하고 있었는데 이제서야 다시 만들어 보게 되었다. --------------- 미세질량을 측정할 수 있는 빨대 저울을 만들어 보고 머리카락 질량을 측정해 보자. 미세질량을 측정할 수 있는 저울을 만들어 머리카락의 질량을 측정해 보자. 1. 준비물 : 슬라이드글라스 2장, 지우개, 고무밴드, 빨대, 실핀, 클립, 자, 집게 2. 만드는방법 : 가. 지우개를 가운데 두고 양옆에 슬라이드글라스 2장을 준비한다. 나. 고무줄을 이용해 슬라이드글라스 2장을 지우개에 고정시킨후 세운다. 다. 빨대의 1/5 정도 되는 부분에 실핀을 꼿는다.(끝에서 4cm 정도 되는 곳) - 이때 실핀은 정확하게 지름 보다는 지름 약간 위쪽에 꼿아야 무게중심을 잡기가 좋다. .. 2015. 4. 9.
무지개 스프링 자유낙하를 통한 관성실험 스프링을 자유낙하 시키면 어떻게 운동하게 될까? 전에 다른 선생님이 하는 것을 본 적이 있었는데 언젠가 실험해 보고 싶었습니다. 무지개 스프링을 구입하여 캐논 PowerShot SX40HS 디지털 카메라로 촬영 하였습니다. 이 카메라에는 저속촬영 기능이 있어 초당 120프레임에서 240 프레임 까지 촬영이 가능하네요 이번 영상은 120프레임으로 촬영한 후 정상속도로 재생시켰습니다. 그래서 실제보다 저속으로 보이기 때문에 관찰하기가 좋습니다. 동영상 중간 중간에 멈추고 학생들에게 어떻게 될지 토의해 보게 하고 영상을 보여주면 좋을 것 같습니다. 학습지에 문제를 내놓고 토론을 시키면 재이밌는 다양한 토의가 이루어 지네요. 2014. 3. 31.
회전불꽃을 통한 원운동에서 접선방향으로의 관성에 의한 운동 동영상 다운받기 스파클라 불꽃에 불을 붙여 빠른속도로 원운동 시키면 불꽃이 떨어져 나갈때 접선 방향으로 날아가는 것을 관찰할 수 있다. 원운동은 결국 구심력 때문에 물체의 운동방향이 계속해서 바뀌는 운동인데 구심력이 사라지는 순간 더이상 물체에 작용하는 힘이 없기 때문에 그때 부터는 등속직선운동을 하게 된다. 동영상에서 보는 것처럼 원운동에서 떨어져 나온 불꽃은 접선방향으로 직선으로 날아가는 것을 확인할 수 있다. 교실가지고 가서 보여 주었는데 간단하면서도 학생들 반응도 좋았다. 아래는 유투브에서 받아온 강철솜을 이용한 실험 2013. 6. 26.